第5章 mcs-51单片机c51程序设计

张兴忠制作： 返回目录单片机单片机 原理与接口技术原理与接口技术太原理工大学电子工业出版社第 5章 MCS-51单片机C51程序设计制作 张兴忠 修审 牛昱光Date 1张兴忠制作： 返回目录n 熟悉 C51语法基础和程序结构；n 掌握 C51结构化程序设计；n 掌握 C51对单片机硬件的访问方法；n 掌握 C51函数定义与调用；n 了解汇编语言和 C51的混和编程。本章教学要求 第 5章 MCS-51单片机 C51程序设计Date 2张兴忠制作： 返回目录5.1 C51概述5.2 C51语法基础5.2.1 标识符和关键字5.2.2 数据类型5.2.3 运算符和表达式5.2.4 程序结构第 5章 MCS-51单片机 C51程序设计本章目录本章目录5.3 C51对对 MCS-51单片机的访问单片机的访问5.3.1 存储类型存储类型5.3.2 存储模式存储模式5.3.3 对特殊功能寄存器的访问对特殊功能寄存器的访问5.3.4 对存储器和并行口的访问对存储器和并行口的访问5.3.5 位地址访问位地址访问Date 3张兴忠制作： 返回目录5.4 C51函数5.4.1 函数的分类5.4.2 函数的定义5.4.3 函数的调用5.4.4 对被调函数的说明5.4.5 中断函数5.5 C51结构化程序设计5.5.1 顺序结构程序5.5.2 选择结构程序第 5章 MCS-51单片机 C51程序设计本章目录本章目录5.5.3 循环结构程序循环结构程序5.5.4 查表程序查表程序5.6 C51程序设计实例程序设计实例5.6.1 单片机内单片机内 /外部资源应用外部资源应用程序设计程序设计5.6.2 C51语言和语言和 MCS-51汇编语汇编语言混合编程言混合编程5.6.3 编程优化的概念编程优化的概念习题与思考题习题与思考题Date 4张兴忠制作： 返回目录5.1 C51概述C语言是一种通用的程序设计语言，其代码率高，数据类型及运算符丰富，位操作能力强，适用于各种应用的程序设计。使用 C语言进行单片机应用系统开发，具有编程灵活、调试方便、目标代码编译效率高的特点。 C语言也是目前使用最广的单片机应用系统编程语言。由 C语言编程的单片机应用程序，称为单片机 C语言程序。 MCS-51系列单片机开发系统的编译软件可以对 51单片机 C语言源程序进行编译，称为C51编译器。在 C51编译软件中可进行 51单片机 C语言程序的调试。- C51编译器Date 5张兴忠制作： 返回目录1) 扩展了专门访问 MCS-51单片机硬件的数据类型；2) 存储类型按 MCS-51单片机存储空间分类；3) 存储模式遵循存储空间选定编译器模式；4) 指针分为通用指针和存储器指针；5) 函数增加了中断函数和再入函数。5.1 C51概述 - C51特点C51编译器针对编译器针对 MCS-51单片机硬件在下列几方面单片机硬件在下列几方面对对 ANSI C进行了扩展。进行了扩展。Date 6张兴忠制作： 返回目录使用具有 C51编译扩展功能的 C语言进行 MCS-51单片机应用系统的开发编程，简称 C51编程。 C51编程具有以下特点。1) 可管理内部寄存器和存储器的分配，编程时，无需考虑不同存储器的寻址和数据类型等细节问题；2) 程序由若干函数组成，具有良好的模块化结构、可移植性好、便于项目维护管理；3) 有丰富的子程序库可直接引用，从而大大减少用户编程工作量，提高编程效率；4) 与汇编语言交叉编程。用汇编语言编写与硬件有关的程序，用 C51编写与硬件无关的运算程序，充分发挥两种语言的长处，提高开发效率。5.1 C51概述 - C51特点Date 7张兴忠制作： 返回目录C51编程和汇编语言编程过程一样。单片机 C语言源程序经过编辑、编译、连接后生成目标程序（ .BIN和 .HEX） 文件，然后运行即可。调试 51单片机 C语言程序可用 Keil C51编译器。注意，使用 C51编程可以取代繁琐的汇编语言编程，但仍需要了解 MCS-51单片机的硬件结构。所以对于单片机系统的开发应采用汇编语言与 C51混合编程的方法更为有效。5.1 C51概述 - C51特点Date 8张兴忠制作： 返回目录5.2 C51 语法基础标识符用来标识源程序中某个对象的名字，这些对象可以是语句、数据类型、函数、变量、数组等。标识符由字符串、数字和下划线等组成，应该注意的是第一个字符必须是字母或下划线，不能用数字开头，如 “ 1_a” 是错误的，编译时会有错误提示。在 C51编译器中，只支持标识符的前 32位为有效标识。C51语言是区分大小写的一种高级语言，如“ a_1” 和 “ A_1” 是两个完全不同的标识符。5.2.1 标识符和关键字标识符和关键字-标识符Date 9张兴忠制作： 返回目录C51中有些库函数的标识符是以下划线开头的，所以一般不要以下划线开头命名用户自定义标识符。标识符在命名时应当简单，含义清晰，这样有助于阅读理解程序。关键字则是编程语言保留的特殊标识符，它们具有固定的名称和含义，在程序编写中不允许将关键字另做他用。 C51中的关键字除了有 ANSI C标准的 32个关键字外，还根据 MCS-51单片机的特点扩展了相关的关键字。 C51关键字如表 5-1所示。在 C51的文本编辑器中编写 C程序，系统可以把保留关键字以不同颜色显示，如 int关键字的默认颜色为天蓝色。5.2.1 标识符和关键字标识符和关键字 -关键字Date 10张兴忠制作： 返回目录5.2.1 标识符和关键字标识符和关键字 -关键字列表Date 11张兴忠制作： 返回目录5.2.1 标识符和关键字标识符和关键字 -关键字列表Date 12张兴忠制作： 返回目录5.2.1 标识符和关键字标识符和关键字 -关键字列表Date 13张兴忠制作： 返回目录5.2.2 数据类型n C51具有 ANSI C的所有标准数据类型。n 其基本数据类型包括： char、 int、short、 long、 float和 double。 n 对 C51编译器来说， short类型和 int类型相同， double类型和 float类型相同。-C51的数据类型Date 14张兴忠制作： 返回目录除此之外，为了更加有利地利用除此之外，为了更加有利地利用 MCS-51的结构，的结构， C51还增还增加了一些特殊的数据类型，包括加了一些特殊的数据类型，包括 bit、 sbit、 sfr、 sfr16。数据类型如表数据类型如表 5-2所示。所示。5.2.2 数据类型 -C51的数据类型Date 15张兴忠制作： 返回目录char类型的长度是 1B， 通常用于定义处理字符数据的变量或常量。unsigned char类型用字节中所有的位表示数值，可以表达的数值范围是 0255。signed char类型用字节中最高位表示数据的符号， 0表示正数， 1表示负数，负数用补码表示，能表示的数值范围是 -128+127。 unsigned char常用于处理 ASCII字符或用于处理小于或等于 255的整型数。1 char字符类型字符类型5.2.2 数据类型 -char字符类型Date 16张兴忠制作： 返回目录2 int整型int整型长度为 2B， 用于存放一个双字节数据。signed int表示的数值范围是 -32768+32767，字节中最高位表示数据的符号， 0表示正数， 1表示负数。unsigned int表示的数值范围是 0 65535。5.2.2 数据类型 -int整型Date 17张兴忠制作： 返回目录long长整型长度为 4B， 用于存放一个四字节数据。分有符号 long长整型 signed long和无符号 long长整型 unsigned long， 默认值为 signed long类型。signed int表示的数值范围是 -2147483648+2147483647，字节中最高位表示数据的符号， 0表示正数， 1表示负数。unsigned long表示的数值范围是 0 4294967295。3 long长整型长整型5.2.2 数据类型 -long长整型Date 18张兴忠制作： 返回目录4 float浮点型float浮点型在十进制中具有 7位有效数字，是符合 IEEE-754标准（ 32）的单精度浮点型数据，占用 4B。 具有 24位精度。5.2.2 数据类型 -float浮点型Date 19张兴忠制作： 返回目录5 *指针型指针型本身就是一个变量，在这个变量中存放着指向另一个数据的地址。这个指针变量要占据一定的内存单元，对不同的处理器长度也不尽相同，在 C51中它的长度一般为 1 3个字节。5.2.2 数据类型 -*指针型Date 20张兴忠制作： 返回目录bit位标量是 C51编译器的一种扩充数据类型，利用它可定义一个位标量。它的值是一个二进制位，不是 0，就是 1，类似一些高级语言中的 boolean型数据的 True和 False。6 bit位标量位标量5.2.2 数据类型 -bit位标量Date 21张兴忠制作： 返回目录7 sfr特殊功能寄存器sfr是一种 C51扩充数据类型，占用一个内存单元，值域为 0 255。利用它可以访问 MCS-51单片机内部的所有特殊功能寄存器。如用 sfr P1 = 0x90定义一个特殊功能寄存器变量 “ P1” ， 0x90是指 51单片机的 P1端口地址 90H， 变量 P1即指 51单片机的 P1端口。在后面的语句中可以用 P1 = 255（对 P1端口的所有引脚置高电平）之类的语句操作特殊功能寄存器。5.2.2 数据类型 -sfr特殊功能寄存器Date 22张兴忠制作： 返回目录8.sfr16 16位特殊功能寄存器sfr16也是一种 C51扩充数据类型，用于定义存在于 MCS-51单片机内部 RAM的 16位特殊功能寄存器，如定时器 T0和 T1。sfr16型数据占用 2个内存单元，取值范围为 0 65535。5.2.2 数据类型 -16位特殊功能寄存器Date 23张兴忠制作： 返回目录sbit也是一种 C51扩充数据类型，利用它可以访问芯片内部 RAM中的可寻址位或特殊功能寄存器中的可寻址位。定义方法有如下三种：（ 1） sbit 位变量名 = 位地址将位的绝对地址赋给位变量，位地址必须位于 80HFFH（ 特殊功能寄存器的位地址）之间。9 sbit可寻址位可寻址位5.2.2 数据类型 -sbit可寻址位Date 24张兴忠制作： 返回目录（ 2） sbit 位变量名 = 特殊功能寄存器名 位位置当可寻址位位于特殊功能寄存器中时，可采用这种方法。位位置是一个 0 7之间的常数。（ 3） sbit 位变量名 = 字节地址 位位置这种方法是以一个常数（字节地址）作为基地址，该常数必须在 80H FFH（特殊功能寄存器的字节地址）之间。位位置是一个 0 7之间的常数。9 sbit可寻址位可寻址位5.2.2 数据类型 -sbit可寻址位Date 25张兴忠制作： 返回目录MCS-51单片机中的特殊功能寄存器及其可寻址位，已被预先定义放在文件 reg51.h中，在程序的开头只需加上 #include或#include即可。另外， bit还可访问 MCS-51单片机片内 20H 2FH范围内的位对象。 C51编译器提供了一个 bdata存储器类型，允许将具有 bdata类型的对象放入 MCS-51单片机片内可位寻址区。5.2.2 数据类型 -reg51.hDate 26张兴忠制作： 返回目录sbit和 bit的区别： sbit定义特殊功能寄存器中的可寻址位；而 bit则定义了一个普通的位变量，一个函数中可包含bit类型的参数，函数返回值也可为 bit类型。5.2.2 数据类型 -sbit和 bitDate 27张兴忠制作： 返回目录5.2.3 运算符和表达式C51算术运算符有五种。+ 加法运算符或正号- 减法运算符或负号* 乘法运算符/ 除法运算符% 模（求余）运算符优先级：先乘除，后加减，先括号内，再括号外。结合性：自左至右方向。模运算即求余数，如 7%3，结果是 7除以 3所得余数 1。1 C51的算术运算符的算术运算符-算术运算符Date 28张兴忠制作： 返回目录C51关系运算符有六种。大于= 大于等于= = 相等! = 不相等优先级：前四个高，后两个 “ = =” 和 “ ! =” 级别低。结合性：自左至右方向。